杭州西湖产茶，可考的最早记载是唐代陆羽《茶经.八之出》所记：“杭州临安、於潜二县生天目山，与舒州同；钱塘生天竺、灵隐二寺。”意思是说，杭州所属的临安、於潜二县茶叶主要产于天目山，品质和安徽舒城所产茶叶相同。在杭州钱塘只有天竺和灵隐二寺所产茶叶品质较好。当时，天竺、灵隐二寺寺僧傍寺垦植茶园。唐末宋初，灵隐、天竺仍是主要茶区。
南宋《淳祜临安志》载：“上天竺山后，最高处谓之白云峰，于是寺僧建堂其下，谓之‘白云堂”山中出茶，因谓之‘白云茶’。”又记：“下天竺岩下，石洞深窈，可通往来，名日‘香林洞’。
龙井茶的出名是在明代。明太祖朱元璋“罢造龙团”、“叶茶上供”这一茶叶采制变革的措施，一改宋元时上贡团饼茶的旧制和朝野饮茶的习惯，把“叶茶”(龙井“草茶”)作为唯一贡茶，催生西湖龙井茶在明时迅速崛起。明时原局限于龙井一地，茶园不过十数亩，由于求索者众，供不应求，龙井四周山民与寺僧都种起了茶树，到明万历年问，“北山西溪，俱充龙井”(高濂，《遵八生笺?饮馔服食笺》“茶泉类”)。明万历年间(1573—1620)《钱江县志》载：“老龙井其地产茶为两山绝品。”自此，龙井茶开始有了自己的美名，香林茶、宝云茶也便销声匿迹了。
清代是龙井茶的鼎盛时期。由于清高宗乾隆的厚爱，龙井茶不仅入贡，还成为朝廷对大臣的恩赐品，“杭州龙井新茶，初以采自谷雨前后为贵，后则于清明节前采者入贡，为头纲。颁赐时，人得少许，细仅如芒，瀹之，微有香，而未能辨其味也”(徐珂，《清稗类钞?饮食类》)。乾隆皇帝六次下江南巡游，四次到西湖茶区观茶、品茗、赋诗、作歌，更提升了龙井茶的声誉。
民国初期，据1932年《农声》第160期刊载的一份调查资料介绍，当时龙井茶产区已形成南山、北山、中路三区。南山区包含龙井、满觉陇、翁家山、虎跑、理安寺等二十二处，有茶园1100亩、茶户一百三十户；北山区包含铜佛寺、上宁桥、金祝牌楼三处，有茶园30亩、茶户十五户；中路包含狮子峰、云栖、灵隐、天竺、桃源岭等二十二处，有茶园1220亩、茶户七十户。三区合计有茶园2350亩、茶户二百一十五户。1931年，龙井茶产量已达七百三十余担。产量高的年份在八九百担之间。又因龙井茶各个产区的小气候环境和炒制技艺的差异，茶叶品质各具特色，国民政府农商部应商家申请，准予龙井茶以“狮”、“龙”、“云”、“虎”四个字号为商标注册。当时这四个字号内的龙井茶都称“本山茶”。相邻地区采制的称为“四乡龙井”。但由于国民政府腐败，导致西湖茶区大批茶园荒芜，茶农过着民不聊生的生活。当时流传着“茶园荒荒产量低，重重剥削透不过气，手采龙井肚中饥，一斤明茶一斤米，卖卖出眼泪”(流传于西湖乡)、“大清宝地在山湾，每天早上挑一担，一只窠(米)袋一只篮，卖了回来赶中饭”(流传于龙坞乡)等俗语，生动地描述了当时茶农的生活情状。
中华人民共和国成立后，茶农们都有了自己的土地，龙井茶迎来了春天。党和国家领导人对龙井茶的生产与发展给予了高度的关爱。1963年，毛泽东主席亲自在西子湖畔采茶；周恩来总理五次到梅家坞村关心茶叶生产发展情况；朱德委员长六上老龙井，三次到龙坞镇外桐坞茶村；刘少奇、陈云等老一辈领导人也多次到龙井视察茶园；党的第二代、第三代领导人邓小平、江泽民、乔石、李鹏等也先后来到龙井茶区给予亲切的关怀和指导。